10-5.噬菌体详解.ppt

Example of a successful phage therapy treatment. Lytic phages specifically kill pathogenic bacteria as an alternative to antibiotics 第11章　微生物的遗传与变异 遗传（heredity） 遗传使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其种属得以保存。 变异（variation） 在一定条件下，子代和亲代之间以及子代和子代之间的差异称为变异。 细菌的遗传：指亲代细菌与子代细菌的相似性，它使细菌的性状保持相对稳定，是各种细菌存在的根据。 细菌的变异：指亲代与子代以及子代细菌之间的不相似性，细菌得以发展进化。 第一节　微生物遗传的物质基础 一、微生物的遗传物质 （一）病毒的遗传物质 （二）原核生物的遗传物质 （三）真核生物的遗传物质 二、质粒和转座因子 1、质粒 医学上重要的质粒： F质粒（致育质粒） 与性生殖功能有关带有,能长出性菌毛;无F质粒的 为雌性菌,无性菌毛 耐药性质粒 编码对抗生素和重金属盐类的耐药性,包括接合 性(R)耐药性质粒和非接合性耐药性质粒 毒力质粒或Vi质粒 编码与致病性有关的致病因子,如大肠埃希菌质粒编码的耐热性肠毒素(ST)和不耐热性肠毒素(LT) 细菌素质粒 编码各种细菌素,如大肠埃希菌Col质粒编码的大肠菌素 代谢质粒 编码产生各种相关的代谢酶,如沙门菌发酵乳糖的能力是质粒编码 2、转座因子 （一）原核生物的转座因子 1.插入序列 2.转座子 3.转座噬菌体 （二）转座机制及遗传学效应 1.转座机制 （1）保守性转座 （2）复制性转座 2.遗传学效应 （1）插入突变 （2）插入位置出现新基因 （3）造成受体DNA分子插入位置上靶序列的重复 （4）促使发生染色体畸变 （5）回复突变 第二节 噬菌体(phage) 噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。 噬菌体具有病毒的一些特性： 个体微小，可以通过滤菌器； 没有完整的细胞结构，主要由蛋白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组成； 只能在活的微生物细胞内复制增值，是一种专性细胞内寄生的微生物。 第一节 噬菌体的生物学性状 1.形态与结构 噬菌体很小，在光镜下看不见，需用电镜观察。 电镜下有三种形态：蝌蚪形、微球形和丝形。 蝌蚪形噬菌体结构模式图 2. 化学组成： 噬菌体主要由核酸和蛋白质组成。 核酸为噬菌体的遗传物质，为DNA或RNA，并由此将噬菌体分成DNA噬菌体和RNA噬菌体。 蛋白质构成噬菌体头部的衣壳及尾部，起着保护核酸的作用，并决定噬菌体外形和表面特征。 3. 抗原性 噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。 4. 抵抗力： 噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力比一般细菌的繁殖体强，75℃30min灭活。噬菌体能耐受低温和冰冻，但对紫外线和X射线敏感。 二、 噬菌体与宿主菌细胞的关系 毒性噬菌体(virulent phage)：能在宿主细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。 温和噬菌体(temperate phage)：噬菌体基因与宿主染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代。又称溶原性噬菌体 1.毒性噬菌体的增殖与溶菌 毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖，增殖过程包括：吸附、穿入、生物合成、成熟和释放。 （1）吸附：是噬菌体与细菌表面受体特异性结合的过程，特异性取决于噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分子结构的互补性。 吸附 吸附是噬菌体与菌体表面受体发生特异性结合的过程，其特异性取决于噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分子结构的互补性。 （2）穿入： 有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含有的一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一小孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入细菌体内，而蛋白衣壳留在菌细胞外。 无尾噬菌体与丝形噬菌体可以脱壳的方式进入细菌细胞内。 （3）生物合成: 转录形成mRNA，转移成噬菌体所需的酶、调节蛋白和结构蛋白。 以噬菌体核酸为模板，通过核酸多聚酶催化作用，大量复制子代噬菌体的基因核酸。 （4）成熟与释放:蛋白质和核酸合成后，在细胞质内按一定程序装配成成熟的噬菌体。 当子代达一定数目后，菌细胞突然裂解，释放出的噬菌体又能感染新的敏感细菌。但有些丝形噬菌体以出芽方式逐个释放。 2.温和噬菌体的溶原周期 温和噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合，并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中，不引起细菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体(prophage)，带有前噬菌体基因组